SU735964A1 - Сорбционно-частотный влагомер - Google Patents

Description

(54) СОРБЦИОННО-ЧАСТОТНЫЙ ВЛАГОМЕР

Изобретение относитс  к области анапктйческого приборостроени  и может быть использовано в газовом анализе, в частности, дл  измерени  влажности газовых смесей.- , Известен влагомер, содержащий два чувствительных элемента - измерительный и эталонный, в качестве которых используютс  кварцевые резонаторы, причем измерительный чувствительный элемент нокрыт впагочувствительной пленкой а эталонный или не имеет покрыта  или покрыт пленкой, не чувствительной к вла ге; Ьхему электрического питани  и измерени , котора  содержит два электронных генератора, возбуждак оих и поддерживающих колебани  чувствительных элементов , схеклу смешени  частот колебани названных генераторов, благодар  которой выдел етс  сигнал разностной частоты , пропорциональный влажности газа М Однако этот влагомер не обладает достаточной точностью и требует дл  периодической проверки и юстировки наличи  эталонных парогазовых смесей. Наиболее ближим по технической сущности к данному изобретению  вл етс  сорбционно- астотный влагомер, содержащий две термостатированные камвг ры С идентасчными сорбшюнными чувствительньыи элетлентами, включенными в измерительную схему, магистрали подвода и отвода анализируемой среды и га зовый переключатель 2. Известный влагомер также обладает недостатками - требует наличи  источника осушенного газа, обладает пониженной точностью из-за вли ни  атмосферного давлени , дл  поверки необходимо наличие эталонных смесей или образно-. вых средств измерени . Целью изобретени   вл етс  повышение точности анализа и поверки. Это достигаетс  за счет того, что влагомер содержит дроссель, установленный между соединенными последовательно камерами с чувствительными элементили , регул тор перепада давлений, полость высокого давлени  которого соединена с входом первой по ходу газа камеры, полость низкого давлени  - с магистралью отвода анализируемой среды, а газовый переключатель вьшолнен двухходовым и его нормально закрытый канал соединен с первой камерой, общий канал со второй камерой, а нормально-открытый канал с магистралью отвода, соед1гаенный через дроссель подпора с дополнительным выходом второй камеры.

На чертеже представлена схема описываемого влагомера, который содержит магистраль подвода 1 анализируемой

среды, регул тор 2 перепада давлени  с полостью 3 высокого давлени  и полостью 4 низкого давлени , камеры 5 и 6, в которых расположены идентичйые кварцевые сорбционные чувствительные элементы 7 и 8, вход 9 и выход 1О камеры 5, основной 11 и дополнительный 12 выходы камеры 6, дроссель 13 и, дроссель 14 подпора, двухходовой Газовый переключатель 15 с электромагнит ным приводом,, нормально-закрытый кана 16, нормально-открытый канал 17 и общий канал 18 газового переключател , магистраль отвода 19 анализируемой среды, канал 20 соединени  камеры 4 низксмто .давлени  регул тора перепада давлени  с м)агистралью отвода, термостат 21, электронные генераторы 22 и 23, смеситель сигналов 24, преобрааэватель 25 разностной частоты.

Газовые элементы схемы за исключение регул тора перепада давлени  расположены в т мостате 21, Электрические элементы схемы могут быть расположены вне термостата или в термостате .

В режиме измерени  анализируемый газ под давлением через вход поступает в регул тор 2 перепада дав шй , при , этом в его полост х 3 и 4 станавливеетс  определенный перепад давлени . Из полости 3 высокого давлени  через вход 9 газ поступает в камеру 5 с чувствитет .ным элементом 7.

Таким образом, давление в камере 5 имеет то же.значение,что и в полости 3. После камеры 5 анализируемый газ проходит через дроссель 13, где давление его понижаетс , и поступает в камеру 6 с чувствительным элементом 8. Из камеры 6 основной выход 11, общий 18 и нормально открытый 17 каналы газового переключател  15 газ поступает к выходу влагомера. Так как выход влагомера напр мую с помощью канала 2О соединен с полостью 4 низкого давлени регул тора 2 перепада давлени , то давление в камере 6 то же значение что и в полости 4 низкого давлени . Таким образом, в режиме измерени  в камрах Бив поддерживаетс  строго определенный перепад давлени . Причем этот

перепад будет сохран тьс  при изменении дренажного давлени  на выходе влагомера.

Поскольку анализируемый газ представл ет собой парогазовую смесь то, благодар  наличию разности давлени  между камерами 5 и 6, имеетс  раз- ность парциальных давлений паров воды в камерах 5 и 6, причем парциальное давление паров воды р камере 5 превышает парциальное давление паров воды в камере 6.Разность парциальных давлений зависит от объемного влагосодержани  газа и при изменении последнего соответственно измен етс . Каждый сорбционный кварцевый чувствительный элемент при посто нной температуре реагирует на изменение парциального давлени  паров воды соответствующим изменением частоты колебани , котора  фиксируетс  электронным генератором. В схеме влагомера генератор 22 св зан электршхески с чувствительным элементом 7, а генератор 23 - с чувствительным элементом 8, поэтому электромеханические колебани  каждого чувствительного элемента возбуждаютс  и поддерживаютс , соответственно, этими генераторами . Сигналы высокой частоты с генераторов 22 а. 23 поступают в смеситель 24, где выдел етс  сигнал разностей частот, который поступает в преобразователь 25 частоты, где преобразуетс  в посто нный ток, напр жение или код.

Б данной схеме частота колебани  каждого чувствительного элемента зависит от парциального давлени  паров воды, а разностна  частота, соответственно , зависит от разности парциальных давлений паров воды между камерами 5 и 6 и следовательно от объемного влагocoдepжaни i газа. Таким образом, в режиме измерени  разностна  частота служит мерой влагосодержани  газа.

Схема влагомера, представленна  на чертеже позвол ет оперативно производить проверку исправности влагомера, и при необходимости его юстирЬвку без применени  этате)1тых газовых смесей.

Claims (2)

1. Проверка исправности и юстировка влагомера производитс  путем выравгшвани  давлений аналикфуемого газа {ёЖд камерами 5 и О. В режиме юстировки на электромагнитный привод газового переключател  15 подаетс  электрическое напр жение, при атом нормальнозакрытый канал 16 открываетс , а Нормально-открытый канал 17 - закрывает В этом случае анализируемый газ с выхода Ю камеры 5 в камеру 6 проходит , мину  дроссель 13, через нормально-закрытый канал 16 и общий канал 18, а из камеры 6 через дроссель дополнительный выход 12 к выходу влаг мера. Так как в этом случае между камерами 5 и 6 сопротивлени  движению газа нет, то давление в обеих камерах будет одинаковым и равным давлению в полости 3 регул тора перепада давлени . Дроссель 14 служит дл  создани  подпора газа. Се 5:ение его проходного сечени  одинаково с дросселем При выравнивании давлений анализируемого газа в камерах 5 и 6 разность парциальных давлений паров воды становитс  равной нулю, а так как чувствительные элементы идентичны и имеют при одинаковом давлении и температуре идентичные частотно-влажностные харак теристики, то разностна  частота становитс  равной нулю или значению, заданному при градуировке влагомера на сухом газе. Если этого не произойдет, то производитс  юстировка влагомера, например, при помощи перестройки частоты одного из генераторов. Одним из примеров вьшолнени  влаго мера  вл етс  разработашгый измеритель влажности газов. В качестве чувствительных элементов в этом влагомере ис пользованы тсварцевые резонаторы с час тотой колебаний пор дка 9 мГи с сорбционной биополимерной пленкой на основе натуральной шерсти. Влагомер имеет диапазон измерени  от О до 2 5000 млн пepeкpывa«v ый шкалами О... 250 , О... 25ОО млн ,и О.., 25ООО млн . Влагомер состоит из первичного пре образовател и блоков измерени . Первичный преобразователь влахчэмера выполнен по схеме, приведенной на чертеже . В режиме, измерени  между камерами 5 и 6 поддерживаетс  перепад давлений , равный 98,1 кПа (1 кгс/см). Температура в камерах .5 и 6 поддерживаетс  равной +50+0, с помощью двухконтурной системы термостатировани . Влагомер предназначен дл  измерени  влажности сжатых газов. Испытани  влагомера показали его работоспособность , простоту и надежность, малоинерционность , отсутствие дополнительной погрешности от изменени  атмосферного давлени , а т,акже возможность проверки его исправности и юстировки на анализируемом газе. Формула изобретени  Сорбдионно-частотный влагомер, содержащий две термостат1фованные камеры с идентичными сорбционными чувствительными элементами, включенными в измерительную схему, магистрали подвода, и отвода анализируемой среды и газовый переключатель о тличающийс  тем, что, с целью повышени  точнос1  анализа и поверки, он содержит дроссель, установленный между соед1зденными последовательно камерами с чувствительными элементами, регул тор перепада давлений , полость высокого давлени  которого соединена с входом первой по ходу газа камеры, полость низкого давлени  с магистралью отвода анализируемой среды, а газовый переключатель выполнен двухходовым, и его нормально-закрытый канал соединен с первой каме-. рой, общий канал с второй камерой, а нормально открытый канал с магистралью отвода, соединенной через дроссель подпора с дополнительным выходом второй камеры. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 4639О1, кл. 6 01 N 25/58, 31Л0.73.
2. 2.Берлинер М. А. Измерени  влажости .,-М., 1973, с. 281-284 (проотип ) .

   (